微乳液法合成核殼結(jié)構(gòu)納米聚苯胺和QSPR預(yù)測表面活性劑的濁點的研究.pdf

1、微乳液是由油，水，表面活性劑和助表面活性劑組成的各向同性，熱力學(xué)穩(wěn)定的透明或半透明膠體分散體系。在這種微環(huán)境中進行聚合，可得到納米級的高分子量、窄粒徑分布、大比表面積，鏈形態(tài)規(guī)則的聚合，擁有許多不同于普通乳液聚合產(chǎn)物的優(yōu)異性能。因此，利用微乳液作為反應(yīng)介質(zhì)對于合成開發(fā)具有特定性能的新材料提供了一條重要的新途徑。文中研究了SDS(十二烷基磺酸鈉)/苯乙烯/正戊醇/水體系的擬四元相圖，從而尋找微乳區(qū)域，并且劃分油包水(W/O)，雙連續(xù)(B.

2、C)和水包油(O/W)結(jié)構(gòu)，并討論了溫度和單體濃度對相圖結(jié)構(gòu)的影響，為聚合體系的選擇提供了理論基礎(chǔ)。 聚苯胺因為合成路徑簡單，出色的環(huán)境穩(wěn)定性和廣泛應(yīng)用而成為導(dǎo)電高分子材料研究領(lǐng)域的熱點之一。本文對于導(dǎo)電聚苯胺的三方面問題進行研究。 首先，采用核殼結(jié)構(gòu)以克服限制聚苯胺應(yīng)用的剛性結(jié)構(gòu)缺陷。即在水包油(O/W)微乳液體系中制備苯乙烯和聚(苯乙烯-苯乙烯磺酸鈉)，然后在低溫下使苯胺單體于共聚物納米微球表面原位聚合制備核殼結(jié)構(gòu)的

3、納米微球。對比發(fā)現(xiàn)，苯胺單體更易在聚(苯乙烯-苯乙烯磺酸鈉)膠粒的表面聚合。 其次通過摻雜以提高聚苯胺電導(dǎo)率。用不同酸和不同pH值體系進行摻雜，將正電荷引入聚苯胺分子鏈上的氮原子，以降低載流子在導(dǎo)電聚苯胺分子鏈上流動的難度，從而達到提高電導(dǎo)率的目的。 再次，研究聚苯乙烯和聚苯胺的最佳核殼比，以得到符合要求的復(fù)合導(dǎo)電聚合物。包覆過程中，隨著苯胺單體量的增加，電導(dǎo)率逐漸接近純聚苯胺體系，但增加到一定量會破壞核殼的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

4、因此，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和高電導(dǎo)率需要同時兼顧，實驗結(jié)果表明，核殼最佳比例m(St)：m(An)=2.5。 利用透射電鏡(TEM)，掃描電鏡(SEM)，傅立葉紅外光譜儀(FTIR)等檢測儀器對所得產(chǎn)物進行分析，進一步研究表面活性劑的用量對聚苯乙烯微球粒徑分布、分散度的影響以及不同的聚苯胺包覆方法對最終產(chǎn)物性質(zhì)的影響，從而得出制備聚苯胺/聚苯乙烯核殼結(jié)構(gòu)納米膠粒的最優(yōu)條件。 聚苯胺在防腐涂料中的應(yīng)用日益顯著，論文將聚苯乙烯，聚苯胺

5、，聚苯胺和聚苯乙烯共混，聚苯胺/聚苯乙烯核殼復(fù)合微乳膠粒分別涂敷于鋼板，用恒電位儀分別測定其腐蝕過程中的開路電位變化曲線，比較了各自的防腐性能，結(jié)果表明聚苯胺/聚苯乙烯核殼復(fù)合膠乳的防腐性能最佳。另外，定量結(jié)構(gòu)-活性/性質(zhì)相關(guān)(Quantitative Structure-Activity/Property Relationships，QSAR/QSPR)研究己成為現(xiàn)代化學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域研究的一個重要方面。QSAR方法主要研究化合物的結(jié)構(gòu)

6、與生物活性、分子的理化性質(zhì)之間的定量函數(shù)關(guān)系，本文利用QSPR方法模擬了表面活性劑濁點和結(jié)構(gòu)關(guān)系，并很好的預(yù)測了未知的表面活性劑的濁點。 文中選擇了12個描述符，包括：分子面積A，分子體積V，分子總量Mr，生成熱Hf，辛醇/水分配系數(shù)AlogP，分子總能量Etotal，分子密度d，分子最高占據(jù)軌道能量EHOMO，分子最低未占據(jù)軌道能量ELUMO，總的偶極距Dtotal，x、y、z方向上的分子偶極矩Dipole-x、Dipole-